KR100371627B1 - 용장성도체전자소스 - Google Patents

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Abstract

용장성 도체 추출 그리드(17)와 용장성 열 도체(38, 39)를 가지도록 전자 소스가 형성된다. 그리드(17)는 상기 열 도체(38, 39)에 겹치는 복수의 도체 스트립들(21, 22)을 가진다. 그리드(17)의 도체 스트립들(21, 22)중 하나가 하부의 도체에 대해 쇼트될 때 쇼트되지 않은 스트립은 사용 가능하다. 유사하게, 열 도체(38, 39) 각각은 상기 그리드(17) 하부에 있는 복수의 열 도체 스트립들(14, 25, 41, 42)을 갖는다. 상기 열 도체 스트립들(14, 25, 41, 42) 중 하나가 상기 그리드(17)에 대해 쇼트되면, 쇼트되지 않은 열 도체 스트립이 사용 가능하다.

Description

용장성 도체 전자 소스{Redundant conductor electron source}
본 발명은 일반적으로 전자 방출 표시장치들에 관한 것이며, 특히 전자 방출 소스를 위한 새로운 추출 그리드에 관한 것이다.
필드 방출 장치(FED)는 당 분야에 공지되어 있으며 영상 표시 장치들을 포함하는 넓은 범위의 응용에 공통적으로 적용된다. FED 의 일례가 1992년 8월 25일에 로버트 씨(Rovert. C)가 발행한 미국 특허 제 5,142,184 호에 기재되어 있다.
FEDs는 통상적으로 적어도 두개의 전극과 캐소드 도체와 게이트 또는 추출그리드(extraction grid)를 사용한다. 일반적으로, 추출 그리드와 캐소드 도체는 직각으로 형성되며 행 및 열 어드레싱을 활용하도록 촉진하여 방전 팁들(emission tips)이나 에미터들로부티 전자가 방출하도록 자극한다. 캐소드 도체와 추출 그리드는 통상적으로 절연층에 의해 전기적으로 절연된다. FED 형성 동안, 핀홀들 (pinholes)을 절연층에 형성할 수 있으며 이에 따라 추출 그리드와 캐소드 도체 사이는 전기적으로 쇼트된다. 상기 전기적 쇼트 때문에, 상기 캐소드 도체와 상기 추출 그리드는 강제적으로 동일한 전위가 되며 이에 의해 에미터들의 열 및 상기행은 에너지화 되는 것을 방지한다. 에미터들의 쇼트된 열은 영상(image)을 생성할 수 없으며 그래서 그러한 전기적 쇼트와 함께 형성된 표시 장치는 상기 쇼트된 에미터들이 위치되는 곳에서 보통 어둡게 나타나거나 또는 연속적인 밝은 선으로 나타난다.
따라서, 상기 추출 그리드가 상기 캐소드 도체에 대해 쇼트되어도 기능이 유지되는 전자 소스를 가지는 것이 바람직하다.
제 1 도는 용장성 도체를 가진 새로운 전자 소스를 구비한 필드 방출 표시 장치(10)의 일부분을 확대한 단면도이다. 상기 전자 소스는 추출 그리드(17)과 전자 소스의 열 도체들(column conductors)을 위한 새로운 용장성 도체 방식(novel redundant conductor scheme)을 구비한다. 제 2 도의 이 후의 설명에서 더욱 분명히 되는 바와 같이, 그리드(17)는 제 1 도에 도시된 바와 같이 추출 소자(27)와 같은 복수의 추출 소자들을 구비한다. 장치(10)는 기판(11)을 가지며 이 기판 위에는 장치(10)의 다른 부분들이 형성된다. 기판(11)은 통상적으로 절연층을 가진 실리콘이나 유리와 같은 절연체 또는 반절연체이다. 양호한 실시예에서, 기판(11)은 유리이다. 장치(10)의 전자 소스는 이후로 분명하게 되는 바와 같이 저항성 부분(12)과 같은 기판(11)상의 복수의 저항성 부분들로 일반적으로 형성되는 저항성 층을 구비한다. 상기 복수의 저항성 부분들은 통상적으로 밸러스트 저항기들(ballast resistors)로서 활용된다. 전자 소스는 또한 제 1 열 도체 스트립(14)을 구비하는 열 도체(column conductor)를 가지며 상기 제 1 열 도체 스트립(14)은 저항성 부분(12)상에 형성된 에미터(13)와 외부 전압원(도시안됨) 사이에 전기적 접촉을 제공하도록 활용된다. 이후의 제 3 도에서 알 수 있는 바와 같이, 전자 소스는 제 1 도에 도시되지 않은 제 2 열 도체 스트립(25)을 구비한다. 제 1 도에 도시된 상기 부분에 단지 하나의 에미터(13)만 도시되어 있지만, 전자 소스는 이후에서 알 수 있는 바와 같이 복수의 에미터(13)를 가진다. 그리드(17)는 절연층(16) 위에 배치되어 기판(11), 스트립(14) 및 저항성 부분(12)으로부터 전기적으로 절연된다. 그리드(17)는 에미터(13)에 대해 실질적으로 중심에 위치해 있는 방출구(emission opening)(15)를 가지고 있어서 전자들이 에미터(13)로부터 거리가 떨어져 있는 애노드(18)로 진행하여 그 위에 영상이 형성되게 한다. 에미터(13)와 마주하는 애노드(18)의 표면은 통상적으로 인으로 코팅되어 있으며 전자들이 애노드(18)에 부딪힘에 따라 표시를 제공한다.
제 2 도는 제 1 도에 도시된 추출 그리드의 일부분을 확대한 평면도이다. 제 1 도와 동일한 제 2 도의 소자들은 동일한 부호들로 표시된다. 장치(10)(제 1 도)는 제 1 도의 설명에서 표시한 바와 같이 복수의 에미터들(13)을 포함한다. 에미터들(13)은 그룹들(groups)로 배열되어 있으며 각 그룹은 제 1 픽셀 영역(28)과 제 2 픽셀 영역(36)과 같은 픽셀 영역 내에 있다. 한 픽셀 영역 내의 에미터들은 애노드(18)(제 1 도) 상의 단일 픽셀 영역을 형성하는데 활용된다. 픽셀 영역들 (28, 36)은, 그리드(17)가 에미터들(13) 및 제 3 도에 도시된 스트립들(14, 25)을 포함하는 열 도체와 같은 관련 열 도체와 겹치는 곳에서 통상적으로 발생한다.
그리드(17)는 전기적으로 절연된 복수의 도체들로 형성되며, 그래서 그리드 (17)의 한 도체와 스트립들(14 또는 25)(제 3 도)중 어느 하나의 스트립 사이가 쇼트될지라도 그리드(17)의 다른 도체가 여전히 기능하도록 되어 있다. 이를 달성하기 위해, 그리드(17)는 각 픽셀 영역 내에 복수의 추출 소자를 가지며 적어도 하나의 추출 소자는 일반적으로 그리드(17)의 복수의 도체들 중 하나에 전기적으로 접속된다. 그리드(17)의 복수의 도체들 각각은 각 픽셀 영역 내에 그러한 복수의 추출 소자들을 가질 수 있다.
양호한 실시예에서, 그리드(17)의 복수의 도체들은 픽셀 영역들(28, 36)의 엣지 근처에 위치한 제 1 도체 스트립(21)과, 화살표로 표시된 바와 같이 상기 제 1 도체 스트립(21)으로부터 거리(29)만큼 떨어져 있고 실질적으로 평행한 제 2 도체 스트립(22)을 구비한다. 거리(29)는 원하는 픽셀 밀도를 얻기 위하여 약 12 내지 25 미크론이다. 스트립(21, 22)의 폭은 약 2 내지 100 미크론이며, 그래서 전환 시간을 최소화하도록 낮은 저항성을 가지며, 픽셀 크기를 정합한다. 스트립(22)은 스트립(21)의 반대에 위치해 있는 픽셀 영역들(28, 36)의 가장자리 근처에 위치한다. 픽셀 영역(28) 내에서, 그리드(17)는 점선 박스로 표시된 제 1 추출 소자(23)를 가지며, 마찬가지로 점선 박스로 표시된 제 2 추출 소자(26)를 가진다. 소자(23)는 에미터들(13)과 겹치는 도체 스트립(21)의 일부에 형성되며, 소자(26)는 스트립(22)에 인접하여 실질적으로 평행하게 위치된다. 소자(26)는 스트립(21)의 "L"형 도체 확장부에 의해 스트립(21)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 3 추출 소자(27)는 에미터들(13)과 겹치는 도체 스트립(22)의 일부에, 점선 박스로 표시된 바와 같이 형성되며, 제 4 추출 소자(24)는 스트립(21)에 인접하고 실질적으로 평행하며, 스트립(21)과 소자(26) 사이에, 점선 박스로 표시된 바와 같이 위치한다. 소자(24)는 스트립(22)의 "L"형 도체 확장부에 의해 스트립(22)에 전기적으로 접속되어 있다. 결론적으로, 소자(26)는 소자(23)로부터 제 2 거리(37)만큼 떨어지며, 소자 (24)는 소자(23)로부터 제 3 거리(38)만큼 떨어지며, 거리(37)는 거리(29)보다 짧으며 거리(38)는 거리(37)보다 짧다. 소자(23, 24, 26 및 27)는 다른 형태를 취할 수 있으며, 예를 들어 각 도체 스트립(21, 22)은 도체 스트립(21, 22)로부터 투사되는 단지 하나의 큰 정방형(square)만을 가질 수도 있다. 각각의 소자(23, 24, 26 및 27)는 복수의 방출구들(15)을 가지며, 각 방출구는 제 1 도의 설명에서 표시된 바와 같은 복수의 에미터들(3)의 에미터에 대응한다.
그리드(17)는 또한 소자(23, 24, 26 및 27)와 각각 유사한 추출 소자들(31, 32, 33 및 34)을 픽셀 영역(36)내에서 가진다. 제 1 도에 도시된 장치(10)의 일부분은 소자(27)를 절단한 단면도이며 그래서 스트립(14) 근처에 있는 에미터(13)를 구비하는 부분만이 제 1 도의 단면도에 도시되어 있다는 것을 유의해야 한다.
스트립들(2l 또는 22)중 하나가 하부의 캐소드 도체에 대해 쇼트되면, 외부그리드 전압(도시안됨)이 스트립들(21 및 22)중 남아있는 쇼트되지 않은 스트립에 인가되어 애노드(18)(제 1 도) 상에 영상을 제공할 수 있다. 스트립들(21,22)중 쇼트된 스트립은 활용되지 않는다. 모든 외부 전자 소자들(도시안됨)을 장치(10)에 접속하기 전에, 장치(10)를 검사할 때 쇼트가 판정될 수 있다.
제 3 도는 전기적 쇼트가 일어날 때 장치(10)의 사용을 용이하게 하는 새로운 용장성 캐소드 도체들(39, 40)을 설명한다. 제 1 도 및 2 도와 동일한 제 3 도의 소자들은 동일한 참조부호들로 표시된다. 도체(40)는 영역(28)의 반대 측면을 따라 실질적으로 평행하게 되어 있는 스트립(14) 및 스트립(25)을 구비한다. 영역(28) 내의 스트립들(14 및 25) 사이의 기판(11) 위에 복수의 저항성 부분들(12, 19, 20 및 30)이 형성된다. 부분들(12, 19, 20 및 30)이 추출 소자(26, 27,24 및 23)(제 2 도) 아래에 각각 놓이도록 패턴화되어 형성된다. 부분들(12, 19, 20 및 30)은 당 분야의 기술인들에게는 공지된 바와 같이 연속적인 저항성 층을 적용하고 이 층을 에칭함으로써 형성될 수 있다. 스트립(14)은 부분들(12 및 20)을 소자(27, 24)에 각각 대응하는 패턴에 접속하며, 스트립(25)은 소자(26 및 23)에 각각 대응하는 패턴에 접속한다. 그런 다음 에미터들(13)은 부분들(12, 19, 20 및 30)상에 형성된다. 도면의 간략화를 위해, 6개의 에미터들만이 제 3도의 각 부분(12, 19, 20 및 30) 위에 도시되어 있다.
유사하게, 도체(39)는 영역(36) 내에 있으며 스트립들(14 및 25)에 각각 대응하는 도체 스트립들(41 및 42)을 구비한다. 영역(36)은 또한 부분들(12, 19, 20 및 30)과 유사하고 소자들(34, 33, 32 및 31)(제 2 도)의 패턴에 각각 대응하는 부분들(43, 44, 46 및 47)을 가진다.
제 3 도의 용장성 도체 캐소드 도체와 함께 활용되는 그리드(17)(제 2 도)는 쇼트가 발생하면 몇몇 가능한 사용가능 접속들을 제공한다. 스트립(14)이 스트립 (21)(제 2 도)에 대해 쇼트되면, 스트립(25)과 스트립(22)(제 2 도)은 여전히 사용할 수 있으므로 애노드(18)(제 1 도)상에 영상을 형성한다. 또한 용장성 캐소드 도체가 종래의 단일 도체 추출 그리드와 함께 사용될 때조차도, 제 3 도의 용장성 캐소드 도체는 종래 캐소드 도체들보다 우수한 이점을 제공한다. 그러한 경우에, 종래의 추출 그리드는 스트립들(14 또는 15)중 어느 하나에 대해 쇼트될 수 있으며 스트립들(14 및 25)중 쇼트되지 않은 스트립은 전자를 방출하도록 사용되는데 이용가능하다. 예를 들어, 종래의 추출 그리드가 스트립(14)에 대해 쇼트이면, 스트립 (25)은 쇼트되지 않는다. 종래의 추출 그리드에 외부 전압이 인가되면, 스트립(14)과 저항성 부분들(12 및 20)상의 에미터들(13)은 종래 추출 그리드와 동일한 전위가 된다. 그러나, 스트립(25)과 저항성 부분들(19 및 30)상의 에미터들(13)은 전위가 상이하며, 그래서 부분들(19 및 30)상의 에미터들(13)은 전자들을 방출할 수 있다.
지금까지 전자 소스 내에 전기적 쇼트가 존재하여도 전자 소스의 사용을 촉진하는 새로운 용장성 도체 전자 소스가 제공하는 것에 대해 고찰하였다. 전자 소스의 추출 그리드를 전기적으로 절연된 복수의 도체 스트립들에 형성하면 쇼트되지 않은 그리드 도체를 사용하여 영상을 형성할 수 있다. 유사하게, 용장성 캐소드 도체를 형성하면 캐소드 도체의 전도되지 않은 부분들의 사용을 촉진하여 영상을 형성한다. 결론적으로, 쇼트된 도체들을 가진 표시 장치들을 폐기하지 않고 사용할 수 있으므로 생산량을 늘리고 표시 장치 비용을 절감할 수 있다.
제 1 도는 본 발명에 따라 표시 장치의 일부분을 확대한 단면도.
제 2 도는 본 발명에 따른 추출 그리드의 일부에 대한 평면도.
제 3 도는 본 발명에 따른 캐소드 도체 일부에 대한 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 기판 13 : 에미터
14 : 제 1 열 도체 스트립 17 : 추출 그리드
18 : 애노드 27 : 추출 소자

Claims (5)

  1. 용장성 도체 전자 소스에 있어서,
    기판(11) 위에 있고 상기 전자 소스의 픽셀 영역(36)내에 있는 제 1 저항성 부분(43)과;
    상기 기판(11) 위에 있고 상기 픽셀 영역(36) 내에 있으며, 상기 제 1 저항성 부분(43)과 전기적으로 절연된 제 2 저항성 부분(44);
    상기 제 1 저항성 부분(43)과 전기적으로 결합된 제 1 열 도체 스트립(first column conductor strip)(41) ; 및
    상기 제 2 저항성 부분(44)과 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 열 도체 스트립(41)과는 전기적으로 절연된 제 2 열 도체 스트립(42)을 포함하는 용장성 도체 전자 소스.
  2. 용장성 도체 전자 소스에 있어서,
    상기 전자 소스의 픽셀 영역(36) 내의 평면 내에 있는 복수의 병렬 배치된 도체들(21, 22)로서, 전기적으로 절연된 상기 복수의 병렬 배치된 도체들(21, 22);
    상기 픽셀 영역 내에 있고, 상기 복수의 병렬 배치된 도체들 중의 제 1 도체(21)에 전기적으로 접속되며, 제 1 방출구(15)를 갖는 제 1 추출 그리드 소자(31); 및
    상기 픽셀 영역 내에 있고, 상기 복수의 병렬 배치된 도체들의 제 2도체(22)에 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 추출 그리드 소자(31)와는 전기적으로 절연되며, 제 2 방출구(15)를 갖는 제 2 추출 그리드 소자(34)를 포함하는 용장성 도체 전자 소스.
  3. 용장성 도체 전자 소스 형성 방법에 있어서,
    상기 전자 소스의 제 1 평면과 상기 전자 소스의 픽셀 영역(36) 내에 복수의 도체들(41, 42)을 형성하는 단계로서, 상기 전자 소스의 제 2 평면의 제 2 도체에 대해 상기 복수의 도체 중 제 1 도체를 쇼트시키는 것이, 상기 제 2 평면의 제 2 도체(22)에 대해 상기 복수의 도체들 중 나머지 도체들(42)은 쇼트시키지 않도록 되는, 상기 복수의 도체들(41, 42)을 형성하는 단계를 포함하는 용장성 도체 전자 소스 형성 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 픽셀 영역(36) 내의 제 1 추출 그리드 소자(34)에 대해 평행하며, 상기 제 1 추출 그리드 소자(34)와 전기적으로 접속된 제 3 추출 그리드 소자(32)를 더 포함하는 용장성 도체 전자 소스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 픽셀 영역(36) 내의 상기 제 1 추출 그리드 소자(34)에 대해 평행하며, 제 2 추출 그리드 소자(33)와 전기적으로 접속된 제 4 추출 그리드 소자(31)를 더포함하는 용장성 도체 전자 소스.
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